视觉的基本原理

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1、 VISIONTE 视觉基本原理视觉基本原理 VISIONTE 通信通信 将结果传递到其他设备将结果传递到其他设备 元件：良好元件：良好 螺栓号：螺栓号：8 机器视觉是什么? 照明照明 技术使您的元件看起来处技术使您的元件看起来处 于最佳状态于最佳状态 图像获取图像获取 摄像头捕获照片摄像头捕获照片 视觉工具视觉工具 评价照片评价照片 机器视觉系统的构件机器视觉系统的构件 视野视野 你正在观看的东西你正在观看的东西 VISIONTE 视野 您能看到多少呢您能看到多少呢? 3 个元件 视野（FOV） 工作距离 镜头选择 镜头图表：镜头图表：计算视野，工作距离或者镜头选择（必 须知道2个以便查找

2、第3个） 视野视野 镜头镜头 VISIONTE 图像获取 成像器成像器 微芯片将光能转化为数字信息（像素）微芯片将光能转化为数字信息（像素） CCD 和和 CMOS是最常用类型的成像器是最常用类型的成像器 像素像素 最小的一部分数字图像最小的一部分数字图像 摄像头分辨率以像素为单位摄像头分辨率以像素为单位 640480或或0.3兆像素兆像素 16001200或或2.0兆像素兆像素 视野视野 元件元件 VISIONTE 480 1200 640 1600 像素分辨率 0.3 兆像素兆像素 640480 2.0 兆像素兆像素 16001200 VISIONTE 通信通信 将结果传递到其他设备将结果

3、传递到其他设备 元件：良好元件：良好 螺栓号：螺栓号： 8 图像获取图像获取 摄像头拍摄照片摄像头拍摄照片 视觉工具视觉工具 评价照片评价照片 机器视觉是什么? 技术使您的元件看起来处技术使您的元件看起来处 于最佳状态于最佳状态 机器视觉系统的构件机器视觉系统的构件 视野视野 你正在观看的东西你正在观看的东西 照明照明 VISIONTE 照明 技术 照明创建对比度 照明产生部分到部分图像的连续性 照明最小化环境光的干扰 照明并非一门确切的科学 照明在所有机器视觉应用中都是最基础的照明在所有机器视觉应用中都是最基础的 VISIONTE 照明技术 明视野 暗视野 背光 圆顶漫射光 同轴漫射光 偏振

4、光 用于结构光的激光 VISIONTE 背光应用案例 灯丝采用环形光灯丝采用环形光 灯丝采用背光灯丝采用背光 VISIONTE 有偏光镜的环形光有偏光镜的环形光 环形光环形光 偏光案例 VISIONTE 光源 荧光灯荧光灯 30,000+赫兹，用于视觉赫兹，用于视觉 -（普通灯光为（普通灯光为60赫兹）赫兹） 有限选择有限选择 大面积，不集中大面积，不集中 对于大面积来说，成本最对于大面积来说，成本最 低低 LED灯灯 机器视觉的第机器视觉的第1选择选择 许多选择（形状、颜色等等）许多选择（形状、颜色等等） 50,000+小时的寿命期小时的寿命期 寿命成本最低寿命成本最低 卤素灯卤素灯 高产量

5、高产量 低寿命低寿命 寿命成本最高寿命成本最高 VISIONTE 摄像头拍摄照片摄像头拍摄照片 视觉工具视觉工具 评价照片评价照片 机器视觉是什么? 机器视觉系统的构件机器视觉系统的构件 视野视野 你正在观看的东西你正在观看的东西 技术使您的元件看起来处技术使您的元件看起来处 于最佳状态于最佳状态 照明照明 图像获取图像获取 通信通信 将结果传递到其他设备将结果传递到其他设备 元件：良好元件：良好 螺栓号：螺栓号：8 VISIONTE 影响图像的因素有哪些？ 光的强度 光的方向 镜头的焦距 物距 光圈 成像器类型（CCD或者CMOS） 焦点 数字化速度 FOV平衡 暗图像校准 曝光时间 增益电

6、平 模糊 图像过滤 VISIONTE 评价照片评价照片 机器视觉是什么? 机器视觉系统的构件机器视觉系统的构件 视野视野 你正在观看的东西你正在观看的东西 技术使您的元件看起来处技术使您的元件看起来处 于最佳状态于最佳状态 照明照明 摄像头拍摄照片摄像头拍摄照片 图像获取图像获取 视觉工具视觉工具 通信通信 将结果传递到其他设备将结果传递到其他设备 元件：良好元件：良好 螺栓号：螺栓号：8 VISIONTE 视觉工具是什么? 视觉工具：是所有视觉应用的构造块的软件算法 所有的视觉工具： 分析感兴趣的指定区域中的具体像素集 显示正被分析的图形 报告数据，可以用来作出决定和/或控制过程 视觉工具的

7、类型： 图像处理和过滤 定位（确定位置） 计数 测量 应用具体工具（例如代码读取、缺陷检测、颜色识别） 具体工具因制造商和产品生产线不同而异 VISIONTE 定位和确定位置 边缘工具：查找在直边 或者曲边上的明暗过渡 位置、线、弧度和多叉 线 直线和圆形拟合 Blob 工具：确定不同外 形物体的位置 几何图像查找工具用于 高级元件定位 物体定位（DVT 传感器） PatMax工具（In-Sight和 计算机视觉） VISIONTE 行业内领先的PatMax 焦点没有对准焦点没有对准 180旋转旋转 反极性反极性 阻挡阻挡 缩放和明暗变化缩放和明暗变化 与背景混淆与背景混淆 在极具挑战性的条件

8、下元件定位 经过整理的元件经过整理的元件 VISIONTE 计数 直线计数 在黑白和彩色图像中自动学 习模板 面积统计 通过自动学习利用位置算法 （Blob工具、物体定位、边 缘和图案查找）使得元件计 数简单 像素计数或直方图 灰阶工具决定光强 颜色工具允许学习多种颜色 并且进行比较 VISIONTE 测量 计算多种元件和形状 的尺寸，例如直径、 距离、角度和更多 精度测量 数据框架 统计 VISIONTE 识别 条形码读取 2D 矩阵码读取 IDMax 基于PatMax技术 OCR /OCV 光学字符识别 光学字符确认 VISIONTE IDMax（基于PatMax） 在弯曲表面上在弯曲表面

9、上 的低对比度的低对比度 曝光过度曝光过度 在有噪音背景的弯曲在有噪音背景的弯曲 表面上的低对比度表面上的低对比度 污点和低对比度污点和低对比度 低对比度和低分辨率低对比度和低分辨率 倾斜并且模糊倾斜并且模糊 很难读取很难读取 低分辨率低分辨率 数据矩阵ID中的工艺现状 VISIONTE 具体工具的应用 为具体的应用量身定做的 工具，为复杂的应用提供 易于使用的检测工具 人口统计 涂胶检查 设计用以检查涂胶和焊接的宽 度和连续性，或者任何其他具 有一定宽度的连续轮廓。 标签检测 检查标签是否准确定位在X、Y 和方向，并且能够检测常见 标签问题，例如卷起、磨损和 污点。 VISIONTE 将结果

10、送达其他设备将结果送达其他设备 元件：良好元件：良好 螺栓号：螺栓号：8 评价照片评价照片 机器视觉是什么? 机器视觉系统的构件机器视觉系统的构件 视野视野 你正在观看的东西你正在观看的东西 技术使您的部件看起来处技术使您的部件看起来处 于最佳状态于最佳状态 照明照明 摄像头拍摄照片摄像头拍摄照片 图像获取图像获取 视觉工具视觉工具 通信通信 VISIONTE 视觉系统需要与什么通信? PLC 触发视频系统运行、切换程序、在线/离线切换，等等 提供检查数据和通过/未通过结果 机器人和运动控制器 向机器人提供该元件的位置 其他视觉系统 检查某元件的多个面 坐标检测和工作加载 HMI / MES系

11、统 图像反馈到机器操作员 提供质量数据用于统计过程控制 VISIONTE 可获得的通信类型 开关量 数字输入/输出 使用案例： 触发图像获取 不良品取出信号 串行和以太网通信 可用的标准工业协议有：可用的标准工业协议有： 以太网/IP、PROFINET、Modbus TCP（工业以太网） 预先配置和用户定义的 RS-232 和 RS-495（串行） DeviceNet、PROFIBUS、CC-Link（Fieldbus网线） OPC、ActiveX控制（用于HMI） TCP/IP、 FTP、 Telnet、SMTP（标准以太网） VISIONTE 应用 你拥有一个视觉应用 1. 元件到达检测点 2. 接近或光电传感器检测元件并 发送触发信号到视觉传感器 3. 元件被照亮 4. 获取图像并数字化 5. 视觉软件处理图像并且分析 元件的好或坏 6. 如果元件是坏的，开关量输 出，系统剔除不良品 7. 显示器显示操作员剔除的元 件和生产统计